El proceso del cloruro se utiliza para separar el titanio de sus minerales. El objetivo del proceso es obtener dióxido de titanio de alta pureza a partir de minerales como la ilmenita (FeTiO 3 ) y el rutilo (TiO 2 ). La estrategia aprovecha la volatilidad del TiCl 4 , que se purifica y se convierte fácilmente en dióxido. Este proceso produce millones de toneladas de TiO 2 al año, principalmente para su uso como pigmentos blancos. El proceso del cloruro ha desplazado en gran medida al antiguo proceso del sulfato, que se basa en ácido sulfúrico caliente para extraer hierro y otras impurezas de los minerales. [1]
En este proceso, la materia prima se trata a 1000 °C con gas carbónico y cloro , obteniéndose tetracloruro de titanio . La conversión a partir del mineral ilmenita es típica : [2]
El proceso es una variante de una reacción carbotérmica , que aprovecha el poder reductor del carbono.
Otras impurezas también se convierten en los cloruros respectivos, pero la mayoría son menos volátiles que el TiCl 4 . El tetracloruro de vanadio y el oxitricloruro de vanadio se destilan conjuntamente con TiCl 4 , pero estas impurezas se pueden eliminar mediante reducción química. [1] El tetracloruro de titanio se purifica por destilación . Posteriormente se puede oxidar en una llama de oxígeno o plasma para dar el dióxido de titanio puro. [3] [4]
De esta forma se recupera el cloro para su reciclaje.
El proceso estándar de cloruro para el material base de dióxido de titanio consta de las siguientes unidades de producción principales: [5]
Son necesarias las siguientes unidades auxiliares de producción:
En condiciones de estado estable, el proceso de cloruro es un ciclo continuo en el que el cloro cambia del estado oxidado al estado reducido y viceversa. La forma oxidada del cloro es el cloro molecular Cl2 , la forma reducida es el tetracloruro de titanio (TiCl4 ) . El agente oxidante es el oxígeno molecular (O2 ) , el agente reductor es el coque. Ambos deben introducirse en el proceso. El titanio se introduce en el proceso en forma de mineral junto con el coque. El mineral de titanio es una mezcla de óxidos. El O2 añadido sale del proceso con el producto TiO2 , el coque añadido sale del proceso junto con el oxígeno añadido del mineral de titanio en forma de CO y CO2 . Los otros metales introducidos salen del proceso en forma de cloruros metálicos. [6]